ỨNG DỤNG VI điều khiển đo KHOẢNG THỜI GIAN

Ph ạ m Thanh Bình L ớ p: ĐTĐ50- Đ H2 Mục Lục Trang Lời Nói Đầu 2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 3 1.1. Cấu trúc phần cứng. 3 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. 4 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ĐO KHOẢNG THỜI GIAN GIỮA 2 XUNG ( F < 1000 HZ ) 7 2.1. Mạch tạo xung sử dụng Time 555. 7 2.2. Giới thiệu về LCD. 7 2.3. Lưu đồ thuật toán. 10 2.4. Mạch đo và chương trình hợp ngữ. 10 Kết Luận 17 Tài Liệu Tham Khảo 18 Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 1 Đại Học Hàng Hải Ph ạ m Thanh Bình L ớ p: ĐTĐ50-ĐH2 LỜI NÓI ĐẦU Bộ Vi xử lí là hạt nhân của hệ VXL,nó thực hiện các phép tính logic hoặc số học để điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ: - Đọc các lệnh từ ô nhớ,giải mã lệnh và thực hiện lệnh - Trao đổi số liệu với bộ nhớ và các thiết bị vào ra - Có thể được điều khiển từ 1 số tín hiệu bên ngoài đẻ thực hiện 1 số chức năng đặc biệt như thâm nhập bộ nhớ,ngắt và treo Một hệ VXL bao gồm 2 phần: - Phần cứng - Phần mềm *) Phần cứng là toàn bộ các kết cấu vật lí cấu thành nên hệ như ROM, RAM,  P… *) Phần mềm:Phần logic bao gòm hệ điều hành va chương trình ứng dụng(do người sử dụng viết)chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ bằng mã nhị phân của máy tính.Một chương trình viết bằng ngôn ngữ máy là 1 chuỗi các byte nhị phân biểu diễn các lệnh mã máy tính thực hiện được.Hợp ngữ thay thế các mã nhị phân của ngôn ngữ máy bằng các mã gợi nhớ giúp ta dễ nhớ hơn và dễ lập trình hơn. BTL bao gồm: CHƯƠNG 1: Giới thiệu họ vi điều khiển 8051 1.1. Cấu trúc phần cứng. 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. CHƯƠNG 2: Ứng dụng đo khoảng thời gian giữa 2 xung ( f < 1000 Hz ) 2.1. Mạch tạo xung sử dụng time 555 2.2. Giới thiệu về LCD. 2.3. Lưu đồ thuật toán 2.4. Mạch đo và chương trình hợp ngữ. Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 2 Đại Học Hàng Hải Ph ạ m Thanh Bình L ớ p: ĐTĐ50-ĐH2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 1.1. Cấu trúc phần cứng. Đặc điểm và chức năng hoạt động của các IC họ MSC-51 hoàn toàn tương tự như nhau. Ở đây giới thiệu IC8951 là một họ IC vi điều khiển do hãng Intel của Mỹ sản xuất. Chúng có các đặc điểm chung như sau: Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau : • 8 KB EPROM bên trong. • 128 Byte RAM nội. • 4 Port xuất /nhập I/O 8 bit. • Giao tiếp nối tiếp. • 64 KB vùng nhớ mã ngoài • 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoại. • Xử lí Boolean (hoạt động trên bit đơn). • 210 vị trí nhớ có thể định vị bit. • 4 µs cho hoạt động nhân hoặc chia. Sơ đồ khối của 8951: INT1\ INT0\ SERIAL PORT TIMER 0 TIMER 1 INTERR OTHER UPT REGIST CPU BUS CONTRO OSCILAT EA\ RS 128 byte ROM RAM 4K: 8051\80 8031 128 byte 4K: RAM 8051 I/O PORT ALE\ PSEN P 0 P 1 P 2 P 3 \ Address\Data TIMER 2 TIMER1 TIMER1 SERIA L PORT TXD Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 3 Đại Học Hàng Hải Ph ạ m Thanh Bình L ớ p: ĐTĐ50-ĐH2 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. 1.2.1 Sơ đồ chân 8951: 5v + C3 10MF R3 10K 12M C4 30P C4 30P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Y2 19 5v U4 P1.0 P0.0/AD0 P1.1 P0.1/AD1 P1.2 P0.2/AD2 P1.3 P0.3/AD3 P1.4 P0.4/AD4 P1.5 P0.5/AD5 P1.6 P0.6/AD6 P1.7 P0.7/AD7 RST EA/VPP P3.0/RXD ALE/PROG P3.1/TXD PSEN P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P2.7/A15 P3.5/T1 P2.6/A14 P3.6/WR P2.5/A13 P3.7/RD P2.4/A12 P2.3/A11 XTAL2 P2.2/A10 XTAL1 P2.1/A9 P2.0/A8 AT89C51 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Sơ đồ chân IC 89C51 1.2.2. Chức năng các chân của 8951: - 8951 có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa 1 chân có 2 chức năng), mỗi đường có thể hoạt động như đường xuất nhập hoặc như đường điều khiển hoặc là thành phần của các bus dữ liệu và bus địa chỉ. a. Các Port: Port 0 : - Port 0 là port có 2 chức năng ở các chân 32 - 39 của 8951. Trong các thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường IO. Đối Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 4 Đại Học Hàng Hải20 40 GND VCC Ph ạ m Thanh Bình L ớ p: ĐTĐ50-ĐH2 với các thiết kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu. r Port 1: - Port 1 là port IO trên các chân 1-8. Các chân được ký hiệu P1.0, P1.1, P1.2, … có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bị ngoài nếu cần. Port 1 không có chức năng khác, vì vậy chúng chỉ được dùng cho giao tiếp với các thiết bị bên ngoài. r Port 2 : - Port 2 là 1 port có tác dụng kép trên các chân 21 - 28 được dùng như các đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết bị dùng bộ nhớ mở rộng. r Port 3: - Port 3 là port có tác dụng kép trên các chân 10 - 17. Các chân của port này có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với các đặc tính đặc biệt của 8951 như ở bảng sau: Bit Tên Chức năng chuyển đổi P3.0 RXT Ngõ vào dữ liệu nối tiếp. P3.1 TXD Ngõ xuất dữ liệu nối tiếp. P3.2 INT0\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 0. P3.3 INT1\ Ngõ vào ngắt cứng thứ 1. P3.4 T0 Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ P3.5 T1 0. P3.6 WR\ Ngõ vào của TIMER/COUNTER thứ P3.7 RD\ 1. Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài. Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài. b. Các ngõ tín hiệu điều khiển : r Ngõ tín hiệu PSEN (Program store enable): - PSEN là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ chương trình mở rộng thường được nói đến chân 0E\ (output enable) của Eprom cho phép đọc các byte mã lệnh. - PSEN ở mức thấp trong thời gian Microcontroller 8951 lấy lệnh. Các mã lệnh của chương trình được đọc từ Eprom qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi lệnh bên trong 8951 để giải mã lệnh. Khi 8951 thi hành chương trình trong ROM nội PSEN sẽ ở mức logic 1. r Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address Latch Enable ) : - Khi 8951 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port 0 có chức năng là bus địa chỉ và bus dữ liệu do đó phải tách các đường dữ liệu và địa chỉ. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường địa chỉ và dữ liệu khi kết nối chúng với IC chốt. Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 5 Đại Học Hàng Hải Ph ạ m Thanh Bình L ớ p: ĐTĐ50-ĐH2 - Tín hiệu ra ở chân ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò là địa chỉ thấp nên chốt địa chỉ hoàn toàn tự động. Các xung tín hiệu ALE có tốc độ bằng 1/6 lần tần số dao động trên chip và có thể được dùng làm tín hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE được dùng làm ngõ vào xung lập trình cho Eprom trong 8951. r Ngõ tín hiệu EA\(External Access): - Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu ở mức 1, 8951 thi hành chương trình từ ROM nội trong khoảng địa chỉ thấp 8 Kbyte. Nếu ở mức 0, 8951 sẽ thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng. Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn 21V khi lập trình cho Eprom trong 8951. r Ngõ tín hiệu RST (Reset) : -Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reset của 8951. Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động Reset. r Các ngõ vào bộ dao động X1, X2: - Bộ dao động được tích hợp bên trong 8951, khi sử dụng 8951 người thiết kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ trong sơ đồ. Tần số thạch anh thường sử dụng cho 8951 là 12Mhz. r Chân 40 (Vcc) được nối lên nguồn 5V. Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 6 Đại Học Hàng Hải Ph ạ m Thanh Bình L ớ p: ĐTĐ50-ĐH2 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ĐO KHOẢNG THỜI GIAN GIỮA 2 XUNG ( F < 1000 HZ ) 2.1. Mạch tạo xung dùng Time 555: [...]...Chu kỳ xung : T = ln2 *(R1 + 2*R2)*C1 Thời gian xung ở mức thấp: Tt = ln2*R2*C1 2.2 Giới thiệu về LCD 2.2.1 Hoạt động của LCD: Trong những năm gần đây LCD đang ngày càng được sử dụng rộng rãi thay thế dần cho các đèn LED (các đèn LED 7 đo n hay nhiều đo n) Đó là vì các nguyên nhân sau: • Các LCD có giá thành hạ • Khả năng hiển thị các số, các... LED chỉ hiển thị được các số và một số ký tự) • Nhờ kết hợp một bộ điều khiển làm tươi vào LCD làm giải phóng cho CPU công vi c làm tươi LCD Trong khi đèn LED phải được làm tươi Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 7 Đại Học Hàng Hải Phạm Thanh Bình Lớp: ĐTĐ50-ĐH2 bằng CPU (hoặc bằng cách nào đó) để duy trì vi c hiển thị dữ liệu • Dễ dàng lập trình cho các ký tự và đồ hoạ... Tới đây vi c thiết kế đã hoàn thành Do khả năng bản thân còn hạn hẹp , thời gian có hạn nên bài tập thiết kế không tránh khỏi những sai sót Mong Thầy và các bạn góp ý để các bài tập lớn lần sau em ngày càng hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 17 Đại Học Hàng Hải Phạm Thanh Bình Lớp: ĐTĐ50-ĐH2 Tài liệu tham khảo: 1 Kĩ thuật Vi xử lý... ta phải đưa chân RS về 0 Đối với dữ liệu thì bật RS = 1 sau đó gửi một sườn xung cao xuống thấp đến chân E để cho phép chốt dữ liệu trong LCD Điều này được chỉ ra trong đo n mã chương trình dưới đây 2.2.4 Gửi mã lệnh hoặc dữ liệu đến LCD có kiểm tra cờ bận Đo n chương trình trên đây đã chỉ ra cách gửi các lệnh đến LCD mà không có kiểm tra cờ bận (Busy Flag) Lưu ý rằng chúng ta phải đặt một độ trễ... lệnh, nếu bít D7 (cờ bận) ở mức cao thì LCD bận và không có thông tin (lệnh) nào được xuất đến nó chỉ khi nào D7 = 0 mới có thể gửi dữ liệu hoặc lệnh đến LCD Lưu ý trong phương phát này không sử dụng độ trễ thời gian nào vì ta đang kiểm tra cờ bận trước khi xuất lệnh hoặc dữ liệu lên LCD Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 9 Đại Học Hàng Hải Phạm Thanh Bình Lớp: ĐTĐ50-ĐH2... của các chân được cho trong bảng Vị trí của các chân được mô tả trên hình vẽ cho nhiều LCD khác nhau 1 Chân VCC, VSS và VEE: Các chân VCC, VSS và VEE: Cấp dương nguồn - 5v và đất tương ứng thì VEE được dùng để điều khiển độ tương phản của LCD 2 Chân chọn thanh ghi RS (Register Select) Có hai thanh ghi rất quan trọng bên trong LCD, chân RS được dùng để chọn các thanh ghi này như sau: Nếu RS = 0 thì... nghành: Điện Tự Động-CN 17 Đại Học Hàng Hải Phạm Thanh Bình Lớp: ĐTĐ50-ĐH2 Tài liệu tham khảo: 1 Kĩ thuật Vi xử lý - Tác giả: Văn Thế Minh 2 Cấu trúc và lập trình họ vi điều khiển 8051 Tăng Cường _ Phan Quốc Thắng 3 Trang Web : WWW.8052.COM Chuyên nghành: Điện Tự Động-CN 18 - Tác giả: Nguyễn Đại Học Hàng Hải ... được gửi đến LCD để xoá màn hình hoặc đưa con trỏ về đầu dòng hoặc nhấp nháy con trỏ Chúng ta cũng sử dụng RS = 0 để kiểm tra bít cờ bận để xem LCD có sẵn sàng nhân thông tin Cờ bận là D7 và có thể đượcđọc khi R/W = 1 và RS = 0 như sau: Nếu R/W = 1, RS = 0 khi D7 = 1 (cờ bận 1) thì LCD bận bởi các công vi c bên trong và sẽ không nhận bất kỳ thông tin mới nào Khi D7 = 0 thì LCD sẵn sàng nhận thông tin... cần hiển thị trên LCD 3 Chân đọc/ghi (R/W) Đầu vào đọc/ ghi cho phép người dùng ghi thông tin lên LCD khi R/W = 0 hoặc đọc thông tin từ nó khi R/W = 1 4 Chân cho phép E (Enable) Chân cho phép E được sử dụng bởi LCD để chốt thông tin hiện hữu trên chân dữ liệu của nó Khi dữ liệu được cấp đến chân dữ liệu thì một xung mức cao xuống thấp phải được áp đến chân này để LCD chốt dữ liệu trên các chân dữ liêu . GIỚI THIỆU HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 3 1.1. Cấu trúc phần cứng. 3 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. 4 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG ĐO KHOẢNG THỜI GIAN GIỮA 2 XUNG. 1: Giới thiệu họ vi điều khiển 8051 1.1. Cấu trúc phần cứng. 1.2. Sơ đồ chân và chức năng từng chân. CHƯƠNG 2: Ứng dụng đo khoảng thời gian giữa 2 xung